一种用于蓄水屋面开放空间的太阳能集热装置的制作方法

本实用新型涉及一种用于蓄水屋面开放空间的太阳能集热装置。

背景技术：

随着绿色能源的开发，太阳能由于其可持续利用、永不枯竭的特点，越来越受到人们的关注，随着相关技术的发展，太阳能也被应用到了很多领域，利用太阳能加热也成为一种趋势。与此同时，近年来兴起的蓄水屋面技术不仅能收集利用屋顶雨水，还能实现屋面被动式冷却，降低能耗，越来越受到人们的认可。研究表明，蓄水屋面能减少屋顶进入室内的2/3的热负荷，节能效果乐观。但是，在实际工作生活中，往往由于建筑物顶层房屋室内夏季过热冬季过冷，降低了使用的舒适性和顶层房屋的经济价值。因此，对屋面空间的优化改造，使之既能有效调节室内环境温度，又能够利用太阳能资源降低建筑能耗就显得势在必行。

因此，研发一种既能有效地利用太阳能，能减少热量损失、提高热交换效率，并使太阳能集热系统与蓄水屋面更为协调是业内亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型目的是：提供一种集隔热、自然通风、空间有效利用以及太阳能转变为热能等多种功能相结合的，适宜于在夏热冬冷地区蓄水屋面开放空间使用的用于蓄水屋面开放空间的太阳能集热装置。

本实用新型的技术方案是：一种用于蓄水屋面开放空间的太阳能集热装置，包括设有蓄水池的蓄水屋面，其特征在于：还包括太阳能盖板、混凝土支承和钢支架，钢支架由紧固件固定在若干混凝土支承上，混凝土支承立于蓄水屋面上的蓄水池内，太阳能盖板倾斜安置在钢支架上并位于蓄水池的水面上方，且太阳能盖板为多块，分成若干组呈阵列状布置于蓄水屋面上方的开放空间。

需要指出，太阳能盖板的倾斜是相对于水平面而言，而该水平面可以是地面，此外本实用新型中，蓄水屋面以及蓄水池内的水面也按惯常理解为水平面，以此作为太阳能盖板倾斜的基准。

进一步的，本实用新型中所述蓄水池内部采用平行的分隔墙等分成若干蓄水区，分隔墙上设有连通相邻两个蓄水区的过水孔，各组太阳能盖板与各蓄水区一一对应设置。

更进一步的，本实用新型中所述分隔墙的厚度为120mm，分隔墙的墙顶至少高出蓄水的水面200mm，相邻分隔墙的间距不大于10m，所述过水孔为140×80mm的矩形孔，过水孔间的中距为750mm。

进一步的，本实用新型中所述太阳能盖板的形状为矩形，单块尺寸为2000×1000mm，厚度为80mm，每组太阳能盖板规格为2×3块。

更进一步的，本实用新型中所述太阳能盖板倾斜安置的倾斜角度为30°～45°，其最低处距离水面不小于200mm，每组太阳能盖板的最外沿距离相应的蓄水区的围边的距离不小于900mm。

进一步的，本实用新型中所述混凝土支承采用c20混凝土，断面尺寸为120×120mm。

进一步的，本实用新型中所述钢支架为采用工字钢焊接成的稳定的直角三角形支架，并采用螺栓固定于所述混凝土支承上，所述直角三角形支架的斜边倾斜角度为30°～45°，所述钢支架以两个为一组，而各组太阳能盖板与各组钢支架一一对应搭配。

进一步的，本实用新型中蓄水池四周设有水池外墙，水池外墙上横向均匀间隔布置有溢水管，同时蓄水屋面上在水池外墙的外侧设有位于溢水管下方的汇水槽，汇水槽内设有雨水口并连通水落管；同时蓄水池的水池外墙上在下部设有排水管，排水管上装有阀门，且排水管的高度低于溢水管。

进一步的，本实用新型中所述太阳能盖板一侧接供水系统，另一侧接热水贮水箱。

本实用新型的优点是：

1．本实用新型在日间作为隔热板阻止夏日阳光辐射到水面，从而降低水温、避免水温升高水体蒸发，以便稳定隔热，使房屋室内有效降温。

2．本实用新型在夜间由于太阳能盖板架空水面一定高度，同时太阳能盖板分组呈阵列排布，在每组盖板与相应的蓄水区围边以及每组盖板之间都形成有通风和散热过道，利用自然通风加速夜间屋面蓄水层的散热速率，促进水面降温冷却，避免夜间水温高而向室内反向传热，使建筑顶层获得稳定的舒适度，以减少空调能耗。

3.本实用新型中架空的太阳能盖板，利用太阳能转换为热能，将一侧供入的常温生活用水加热，形成能够蓄入热水贮水箱供用户使用的热水，能够充分利用可再生能源，最大可能降低建筑能耗。

4.本实用新型有效的利用了蓄水屋面上方的开放空间，空间利用率高，易于安装，成本低，适合推广使用。

附图说明

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为本实用新型的平面示意图；

图2为本实用新型沿矩形的蓄水屋面短边方向的剖视图；

图3为本实用新型沿矩形的蓄水屋面长边方向的剖视图。

其中：1、太阳能盖板；2、混凝土支承；3、钢支架；4、分隔墙；5、过水孔；6、水池外墙；7、溢水管；8、雨水口；9、水落管；10、排水管；11、阀门；12、汇水槽；a、蓄水屋面；b、蓄水池。

具体实施方式

实施例：下面结合图1~图3所示对本实用新型提供的一种用于蓄水屋面开放空间的太阳能集热装置的具体实施方式描述如下：

如图1所示，本实用新型具有矩形的蓄水屋面a，而蓄水屋面a为惯常设计，其具有矩形蓄水池b以蓄水，且为了便于分区检修，以及避免产生过大的风浪，蓄水屋面a上的蓄水池b内部采用平行的分隔墙4等分成多个蓄水区，分隔墙4为120mm厚的c15混凝土制成，墙顶至少高出蓄水池b内的水面200mm，相邻分隔墙4的间距不大于10m。并且分隔墙4上设有连通相邻两个蓄水区的140×80mm的矩形的过水孔5，过水孔5间的中距为750mm，过水孔5的设计促使各个蓄水区间的水能够自由交换流动，达到蓄水区间水量的自动平衡，及夜间的流动降温。

再结合图2、3所示，本实用新型的核心设计是设置在蓄水屋面a上方的由若干太阳能盖板1、混凝土支承2和钢支架3构成的集热体系。其中钢支架3由紧固件固定在若干混凝土支承2上，混凝土支承2立于蓄水屋面a上的蓄水池b内，太阳能盖板1倾斜安置在钢支架3上并位于蓄水池b的水面上方，且太阳能盖板1为多块，分成若干组呈阵列状布置于蓄水屋面a上方的开放空间。本实施例中各组太阳能盖板1与各蓄水区一一对应设置。

根据蓄水池b的平面尺寸和太阳能盖板1数量实际情况，布置混凝土支承2的数量，其材质为c20混凝土，断面尺寸为120×120mm。钢支架3为使用工字钢焊接成的稳定的直角三角形支架，采用螺栓固定于多个混凝土支承2上，直角三角形支架的斜边倾斜角度为30°～45°，所述钢支架3以两个为一组，而各组太阳能盖板1与各组钢支架3一一对应搭配。每组太阳能盖板1中的多块太阳能盖板1就安置在直角三角形支架的斜边上，故每块太阳能盖板1相对于水面（水平面）的倾斜角度也为30°～45°，这样既利于太阳能盖板1接收太阳光照、又不使太阳能盖板1积灰。

太阳能盖板1采用单块尺寸为2000×1000mm的矩形板，厚度为80mm，分若干组，本例中蓄水池b划分为三个蓄水区，故对应三组太阳能盖板1。三组太阳能盖板1根据蓄水池b的尺寸呈阵列状布置，每组的规格为2×3块。对于每组太阳能盖板1而言，其倾斜的最低处距离水面不小于200mm，而每组太阳能盖板1的最外沿距离相应的蓄水区的围边的距离不小于900mm。这些太阳能盖板1日间作为隔热板阻止夏日阳光辐射到水面，从而降低水温、避免水温升高水体蒸发，以便稳定隔热，使房屋室内有效降温，在夜间由于太阳能盖板1架空水面一定高度，同时每组盖板与所在的蓄水区边缘，以及每组盖板之间留有通风和散热过道，利用自然通风加速夜间屋面蓄水层的散热速率，促进水面降温冷却，避免夜间水温高而向室内反向传热，使建筑顶层获得稳定的舒适度，以减少空调能耗。

此外，太阳能盖板1一侧接供水系统（如供水泵或自来水管等，图中省略），另一侧接热水贮水箱（图中省略），利用太阳能转换为热能，将常温生活用水加热并蓄入热水贮水箱供用户使用，可充分利用可再生能源，最大可能降低建筑能耗。

如图3所示，本实施例中蓄水池b四周为水池外墙6，水池外墙6的壁上横向均匀相隔1.5m布置有直径为50mm的溢水管7，同时蓄水屋面a上在水池外墙6的外侧设有位于溢水管7下方的汇水槽12，汇水槽12内设有雨水口8并连通水落管9；当水位超过设计高度时，多余的水会自动通过溢水管7流出，汇集到雨水口8再经水落管9排出。水池外墙6上在下部设有直径为40mm的排水管10，且排水管10的高度低于溢水管7。排水管10上装有阀门11，若遇到紧急情况，开阀放水，方便检修。

当然上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。